一种基于高速总线的视频解码服务器的制作方法

1.本发明属于数字视频传输和处理技术领域，具体涉及一种基于高速总线的视频解码服务器。


背景技术：

2.现有技术中，传统的多路数字视频切换、拼接处理和视频开窗处理多采用的是复杂的交换芯片和专用的视频解码芯片，只能固定地一对一或者是一对多，一旦硬件确定后，更改需求的话，就必须更改硬件和重新调试，并且当视频数据和格式变化的时候，大部分情况下需要重新更改硬件方案和软件方案，如果是4k视频源，目前的处理方法主要有2种，一种是牺牲图形质量，把图像裁剪成1080p或者更低来进行处理，另外一种就是更新硬件和对应的芯片，重新进行设计。
3.例如，公开号为cn 102724574a的中国专利文献公开了一种多路视频开窗的实现方法，包括以下步骤：
4.s101：以视频开窗对应的输入通道为关键字建立一个纹理池，所述纹理是指表示字幕条目表面细节的一幅或几幅二维图形，也称纹理贴图；
5.s102：根据需要播出的字幕条目的输入通道的值，在纹理池中查询对应的纹理实例，如果找到，则返回对应的纹理实例，否则创建新的纹理实例；
6.s103：创建采集线程，采集视频信号；
7.s104：每一帧内抽取视频流水线中采集的视频信号，并用它更新了纹理池里的对应纹理实例；
8.s105：根据系统的扫描频率，实现字幕条目的输出。
9.发明人在公开号为cn 106488162 b的中国专利中公开了一种全新的视频传输和处理的方法，基于高速总线实现输入业务卡和采集输出业务卡之间的手拉手的数据交换方式，不需要复杂的视频数据交换芯片既能解决传输的带宽和模式的问题，又能解决传输质量的问题，能够适应1080p/4k/8k，甚至以后的更大分辨率的图像传输和处理。相应的也制造出了应用该方法进行视频传输和处理的视频解码服务器，以配置一个输入业务卡对应十五个采集输出业务卡(0-14)为例的该视频解码服务器的技术功能模块示意图基本如图1所示。
10.然而，在该视频解码服务器上，设置多个业务卡时，固然可对每个业务卡的id进行手动灵活设置，但是在生产、使用和维护的过程中，会带来非常多的不方便，例如，在面对多个业务卡的时候，很容易出现设置出错的问题；另外，在具有多个输入业务卡时(以业务卡的输入接口为rj45为例)，由于现有的设计是网线是直接通过rj45接口与输入业务卡连接，这样一台机器需要用多条网线连接去通讯，遇到大路数的设备，外部还需要配备多个交换机，进一步的由于设备对外有多个ip地址和mac地址，很容易造成ip地址和mac地址冲突，针对于这种问题，亟需设计一种新的基于高速总线的视频解码服务器。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种基于高速总线的视频解码服务器，通过设置统一的数据接入配以自动的id分配，解决现有技术中仅仅靠手动对每个业务卡的id进行设置，给设备的生产、使用和维护带来不便的技术问题。
12.为实现上述目的，本发明所述的基于高速总线的视频解码服务器包括：
13.设有高速总线的底板，所述底板安装在机箱内，
14.所述高速总线上连接有一主卡和多个从卡，所述主卡为输入业务卡，所述从卡包括了输入业务卡和采集输出业务卡；
15.还包括用于在每一业务卡接入时为其自动分配id的分配模块；
16.以及一能与所述高速总线通信的接口卡，所述接口卡能从外部输入外部视频数据；
17.所述接口卡上还设有端口服务模块，用于将所述从卡的id与以主卡的通信地址为基础的通信端口进行一一映射，使得每个id对应不同的通信端口；
18.外部视频数据依照主卡的通信地址由接口卡输入，在由端口服务模块依照端口分发到不同的输入业务卡或采集输出业务卡，经过输入业务卡或采集输出业务卡的cpu或者fpga进行处理后，视频数据经过输入业务卡或采集输出业务卡的金手指输入到高速总线；
19.所述高速总线接收到输入业务卡或采集输出业务卡的金手指输入的视频数据以后，将接收到的视频数据传输给物理位置最近的下一个采集输出业务卡；
20.采集输出业务卡对从所述高速总线获取的视频数据进行处理，如果需要本卡显示，则视频数据进入本卡的显示系统，然后通过输出进行显示；如果需要传输给其它的采集输出业务卡，则通过所述有高速总线的底板，把视频数据传输出去，每个采集输出业务卡的处理模式都能根据外部主控的控制进行切换。
21.优选地，所述主卡与从卡，通过金手指插槽与所述高速总线连接，所述金手指插槽的数量为十六个。
22.进一步地，所述分配模块为，所述金手指插槽上的四个被设为地址脚的脚位，所述地址脚中的一个或多个通过所述底板上的电阻接高电平，剩余的地址脚接地，进而得到插入该插槽的业务卡的四位二进制id。
23.进一步地，所述分配模块为两片的八位移位寄存器芯片，所述寄存器芯片每个io口对应各个所述金手指插槽，并分别与各金手指插槽上的指定脚位连接，各金手指插槽的此脚位则对地短接电阻，当业务卡插入某金手指插槽，可直接把该金手指插槽对应得移位寄存器的io 口拉低，移位寄存器根据io可以得到对应的二进制数值；通过读出此二进制数值可得出该业务卡的id。
24.进一步地，所述分配模块为设置在底板上面的4
×
4的矩阵式按键电路，业务卡的插入相当于一个按键的按下，拔出相当于一个按键的抬起，通过对所述矩阵中处于按下和抬起的案件的位置进行二进制数据的处理得到当前插入的业务卡的id。
25.优选地，所述高速总线包括bt1120、btxxxx或pci-e总线。
26.优选地，所述接口卡上面设置有数据交换处理模块。
27.优选地，安装所述底板的机箱为5u机箱。
28.优先地，所述机箱内还设有用于供电的开关电源。
29.本发明具有如下优点：本发明所述的基于高速总线的视频解码服务器与现有技术相比，通过手拉手的方式完成数据交换，不需要复杂的视频数据交换芯片；链路直接，没有复杂的信号处理，保持了信号完整性；有专门的视频信号输入输出模块，各个模块又是单独的模块，并且每个模块可以单独升级，一个架构，全部通用；因为有专门的视频输入和视频输出模块，对视频的信号处理和传输，能够进行针对性的处理，单独的模块都具有可升级的运算能力，能够完美地处理视频信号；对于扩容，不需要更改硬件架构，只需要将某个系统用家用网线连接起来，就能完美地实现扩展。通过增加了内部id与通信端口的管理实现内部业务卡端口到外部端口映射，整台设备对外部只有单独的通信地址，物理上也可只采用一条线路的连接，实现了多路连接的简化，同时够使设备不受外部接入网络设备的干扰。
附图说明
30.图1为背景技术中所述的现有技术中的视频解码服务器的技术功能模块图。
31.图2为本发明实施例中1基于高速总线的视频解码服务器技术功能模块图。
32.图3为本发明实施例中1第一种自动的分配模式电路原理图。
33.图4为本发明实施例中1第二种自动的分配模式电路原理图。
34.图5为本发明实施例1中第三种自动的分配模式电路原理图。
35.图6为本发明实施例1中的基于高速总线的视频解码服务器的机箱结构示意图。
36.图7为本发明实施例1中的基于高速总线的视频解码服务器的机箱的正视图。
37.图8为本发明实施例2中的转动检测机构的示意图。
具体实施方式
38.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。说明书附图中的附图标记包括：机箱1、底板2、散热风扇3、开关电源4、主卡51、从卡52、转轴53、叶片54。
39.实施例1
40.图2中示出了本实施例中的基于高速总线的视频解码服务器的基本技术功能模块及其连接。如图中所示，该视频解码服务器包括视频解码服务器包括：设有高速总线的底板，所述高速总线上连接有一主卡和多个从卡，所述主卡为输入业务卡，所述从卡包括了输入业务卡和采集输出业务卡；还包括用于在每一业务卡接入时为其自动分配id的分配模块；以及一能与所述高速总线通信的接口卡，所述接口卡能从外部通过rj45接口输入外部视频数据；
41.接口卡上还设有端口服务模块，用于将所述从卡的id与以主卡的通信地址为基础的通信端口进行一一映射，使得每个id对应不同的通信端口；以及数据交换处理模块，这样既解决了硬件链路问题，又实现了简单有效的物理连接。本实施例中这两个模块均集成在一单片机内，通过对单片机的编程来实现。
42.高速总线可采用包括bt1120、btxxxx或pci-e中的一种，本实施例中选用pci-e高速总线作为展示之用，主卡、多个从卡和接口卡与高速总线皆采用串口通信；物理上，主卡和多个从卡通过将他们的金手指插入底板上与高速线连接的金手指插槽来实现连接。本实施例中，用于插入业务卡的金手指插槽共有十六个。
43.外部视频数据依照主卡的通信地址由接口卡输入，在由端口服务模块依照端口分
发到不同的输入业务卡或采集输出业务卡，经过输入业务卡或采集输出业务卡的cpu或者fpga进行处理后，视频数据经过输入业务卡或采集输出业务卡的金手指输入到高速总线；
44.高速总线接收到输入业务卡或采集输出业务卡的金手指输入的视频数据以后，将接收到的视频数据传输给物理位置最近的下一个采集输出业务卡；
45.采集输出业务卡对从所述高速总线获取的视频数据进行处理，如果需要本卡显示，则视频数据进入本卡的显示系统，然后通过输出进行显示；如果需要传输给其它的采集输出业务卡，则通过所述有高速总线的底板，把视频数据传输出去，每个采集输出业务卡的处理模式都能根据外部主控的控制进行切换。
46.对于id的设置，在实际的使用中，金手指的氧化，接触，结构和使用环境的问题，一种方式的id设置模式可能会出现误报，然后如果出现误报了也得有一个手动的模式进行纠正。因此本实施例的分配模块采用了三种自动的分配模式一种手动的分配模式。
47.第一种自动的分配模式，利用金手指插槽上的四个被设为地址脚的脚位来实现id分配，地址脚中的一个或多个通过所述底板上的电阻接高电平，剩余的地址脚接地，进而得到插入该插槽的业务卡的四位二进制id。本实施例中，这模式的电气原理基本如图3所示。图中的 pcie_4x_64pin金手指插槽在本实施例中的编号为14，其24脚经电阻接地实现低电频，而 26、28和30脚经电阻接有3v的电源3v3_s14以实现高电平，进而实现二进制数1110，作为插于该插槽的业务卡的id，当业务卡插入后，业务卡的单片机读取该二进制数，从而将这一 id被分配给当前插入的业务卡。
48.第二种自动的分配模式，采用如图4所示的安装在底板上的两片八位移位寄存器芯片来实现id分配，每个寄存器芯片每个io口(图中每一芯片的3-6、10-13脚)对应各个所述金手指插槽，并分别与各金手指插槽上的指定脚位连接，各金手指插槽的此脚位则对地短接电阻，当业务卡插入某金手指插槽，可直接把该金手指插槽对应得移位寄存器的io口拉低，移位寄存器根据io可以得到对应的二进制数值；业务卡上的单片机通过读出此二进制数值可得出该业务卡当前的id。本实施例中每一金手指插槽均采用图2中的32脚作为指定脚。
49.第三种自动的分配模式，采用如图5所示的设置在底板上面的4
×
4的矩阵式按键电路来实现id分配，业务卡的插入相当于一个按键的按下也就接通了该条电路之路，拔出相当于一个按键的抬起也就是断开了该条电路之路，矩阵中处于按下和抬起的按键的位置产生了不矩阵电路上不同的支路的断开和接通，进而业务卡上的单片机可以通过信号的改变得知当前那个位置的按键被按下，对该位置进行二进制数据的处理得到当前插入的业务卡的id并分配给当前插入的业务卡。
50.业务卡通过上述的任何两种方法得到id后，其中一种方法的id会通知到接口卡，另外一个id号会保存到自己的flash中。当接口卡得到id后，会根据id号发送数据给对应的 id的卡槽，对应id的卡槽的业务卡会将收到的数据和自身存的id号进行对比，验证是否正确。如果出现不正确的时候，就可以通过手动设置的模式，将id设置正确。
51.在所有的业务卡有id后，将接口卡所有业务卡的id和ip地址和mac地址为基础的通信端口做映射，每个id对应不同的通信端口；数据通信则还是通过底板的卡槽和板卡的金手指进行。通过这个设计，整个外部看到仅仅是主卡的ip地址和mac地址，在整台机器内部的 ip地址和mac地址和外部的ip地址和mac就很容易检查会不会有冲突，对于系统的设
置非常方便。对于外部进行的视频数据流，通过网络进入到视频解码服务器后，然后通过接口卡的端口服务模块分发到不同的业务卡去。
52.如图6所示，本实施例中，安装所述底板2的机箱1为5u机箱，底板2垂直的固定设置于机箱1底部的中间位置，多个各业务卡通过金手指和金手指插槽的配合，垂直的插于底板 2上，机箱1的底部还设有散热风扇3，机箱1内还设有供电用的开关电源4；
53.如图7所示，各业务卡设有接口的一侧朝向机箱1以外，其中位于图中最右侧的为接口卡，与接口卡相邻的为主卡51，其余皆为从卡52。
54.实施例2
55.如图8所示，本实施例与实施例1的不同在于，在机箱1内的底面上各个业务卡(图中以两个从卡52为示例)间的位置上还设有转动检测机构，该转动检测机构包括竖直设置在机箱1内的底面上的转轴53，该转轴53通过轴承被支撑在底面上，该转轴53的自用端上还通轴的固定有可被气流驱动自转的叶片54，所属叶片54的宽度略大于业务板卡的间距，具体地说大2-5毫米，该叶片54为胶材质；还包括用于检测所述叶片54或转轴53是否在转动的传感器(图中未示出)，此类传感器比较现有，可以是光学传感器，也可以是旋转编码器一类，在此不做赘述，该传感器与接口卡上的单片机电性连接，用于向接口卡发送各个叶片54 是否转动的信息，且每一传感器在接口卡可被唯一的身份识别，接口卡上的单片机还与机箱 1散热风扇3的驱动电路连接，能在有业务卡插入金手指插槽时启闭散热风扇3；
56.实施例1中固然采取了id的验证方式，但始终是依靠比较复杂的数字化的信号来实现，如果受到干扰发生误码，验证的结果会出现偏差，本实施例中，当业务卡插入金手指插槽时，实施例1中的分配和验证方式仍旧实施，但本实施例中，接口卡会进一步进行验证，其过程为，此时，接口卡启动散热风扇3，左右没有业务卡的叶片54会因为气流的影响发生转动，而左右任一侧插有业务卡的叶片54因为其宽度使得其与业务卡相接触，进而被干扰而无法转动，接口卡从而得知，哪些叶片54在转动，哪些没有，由于实施例中三种分配方式下每个业务卡的id都与其插入的位置是一一对应的关系。所以，如果此时接口卡收到的id所对应的插槽位置两侧的叶轮中有一个仍在转动，则表示，此处没有被插入业务卡，则id有误，可以报错。
57.每插一次业务卡则重复上述过程，逐次验证，可确保id分配无误。硅胶的叶片54不会对业务卡造成损伤，但本实施例中叶片54的位置，会设置与业务卡上没有元件的pcb板接触的位置，确保不伤害业务卡上的元器件。实施例采用物理的方式进行id的验证更为可靠，是前述验证方式的一个重要补充。
58.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。